Глава 5. Основные параметры цифрового

КАНАЛА (ТРАКТА), цифровых СТЫКОВ

И МЕТОДЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ

 

Качество цифровых каналов и систем передачи оценивается на основе соответствия измеренных значений параметров канала установленным нормам. Знание совокупности параметров, которые позволяют оценить качество канала, является основой проведения любых измерений, что лежат в основе методов (методик) измерения. В данной главе дана характеристика параметров цифровых каналов, рассмотрены вопросы, раскрывающие методы измерения этих параметров.

 

Методы измерения параметров бинарного цифрового

Канала

Согласно принятым терминам и определениям, под каналом передачи (transmission circuit) понимается комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающих передачу сигнала электросвязи в полосе частот и скоростью, характерных для данного канала. Если в канале информация передается в цифровом виде, то такой канал называется цифровым. В зависимости от скорости передачи сигналов электросвязи ему присваивают название “основной”, “первичный”, “вторичный”, “третичный”, “четверичный”.

Для упрощения понимания технологии измерения, пояснения основных процессов измерения необходимо рассматривать цифровой канал в аспекте передачи по нему сигнальной информация в простой двоичной форме (без линейного кодирования). Такой канал называется бинарным цифровым каналом, схема его представлена нарисунке 5.1. Важно сделать акцент на том, почему для вопросов измерения необходимо рассматривать именно бинарный цифровой канал.

В современных телекоммуникационных системах для передачи цифровой информации используются различные типы модуляции и многоуровневого кодирования, однако оконечное оборудование систем передачи в той или иной степени использует именно бинарный цифровой канал, поэтому методология измерений бинарного канала составляет фундамент измерений цифровых каналов связи и имеет особенное значение. Более того, для анализа систем с различными типами модуляции и кодирования можно использовать методологию измерений по битам, с учетом имитации процесса декодирования (демодуляции) сигнала до двоичного вида и анализа полученного сигнала.

 

Рис. 5.1. Схемное представление бинарного цифрового канала

 

Основное назначение бинарного цифрового канала состоит в передаче цифровых сигналов в двоичной форме, то есть в виде последовательности двоичных импульсов (бит). Поэтому основные параметры качества такой цифровой передачи связаны с параметром ошибки по битам (Bit Error Rate – BER) и его производными. Особенное значение методологии измерений параметров бинарного канала состоит в том, что измерения по параметру BER вошли в методики измерений всех первичных и вторичных сетей.

Для правильного понимания всего комплекса вопросов проведения измерений цифровых каналов связи необходимо глубокое понимание технологии измерений бинарного цифрового канала, которая будет рассмотрена ниже.

Различают два типа измерений бинарного канала – с закрытием связи (с отключением канала) и без закрытия связи (без отключения канала).

Измерения с отключением канала предусматривают, что с началом измерений канал не используется для передачи реального цифрового трафика (по назначению не используется). В этом случае в качестве источника и приемника двоичного сигнала применяются анализаторы цифрового канала.

Анализатор передает сигнал в виде тестовой последователь-ности, которая принимается на другом конце канала (в приемнике). На приемном конце канала проводится анализ ошибок, вносимых каналом. Очевидно, что для корректного проведения измерений анализатор приемника должен обеспечивать предсказание структуры последовательности. Для этого в схеме измерений обеспечивается синхронизация тестовой последовательности.

Для проведения измерений используются разные тестовые последовательности, фиксированные и псевдослучайные, с различными алгоритмами синхронизации тестовой последовательности. Метод измерения с отключением канала позволяет проводить анализ цифрового канала с точностью до единичной битовой ошибки. Это обеспечивается принципом сравнения реально принятой последовательности бит с предсказанной. Предсказанная последовательность должна точно совпадать с генерируемой на передачу последовательностью.

Измерения без отключения канала предусматривают использование специальных алгоритмов анализа параметров канала при передаче реального трафика. Такие измерения называются мониторингом, поскольку проводятся в канале, который применяется по назначению. Анализатор в этом случае подключается параллельно и осуществляет постоянный контроль (мониторинг) канала в реальном масштабе времени. Алгоритм организации измерений основан на применении различных типов цикловых кодов или служебной информации, передаваемой в канале. Действительно, в реально работающем канале, несущем реальный трафик, нет возможности предсказания передаваемой информации, следовательно, нет возмож-ности простого сравнения реальной последовательности бит с предсказанной последовательностью, поэтому невозможно локализовать единичную битовую ошибку. Методы измерения без отключения канала основаны на идентификации битовой ошибки в некотором блоке переданной информации, таким образом, точность и объективность измерения ограничивается размерами блока. Вместе с тем, любое количество ошибок в блоке идентифицируются как одна. Несомненным преимуществом метода является отсутствие необходимости отключения канала, что предопределило его широкое применение в современных системах.